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塑料材料

编号:D-Ⅰ-PSCMF011
规格:塑料材料
材质:塑料材料
工艺:塑料材料
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目录:

1.定义
2.分类
3.特点
4.适用工艺
5.应用领域

材料是影响产品可行性的关键因素,尤其是那些常用材料,自然是工业设计师/产品设计师必备专业知识。下面品索设计就为大家解读塑料材料,塑料是重要的有机合成高分子材料,应用非常广泛。

一、塑料材料定义
塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules),其抗形变能力中等,介于纤维和橡胶之间,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。

塑料材料

二、塑料材料分类
(1)根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。
1)通用塑料
一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种,即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物(ABS)。
1.聚乙烯(PE)
常用聚乙烯可分为低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。三者当中,HDPE有较好的热性能、电性能和机械性能,而LDPE和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。
聚乙烯(PE)

LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等,而HDPE 的用途比较广泛,薄膜、管材、注射日用品等多个领域。
聚乙烯产品

2.聚丙烯(PP)
相对来说,聚丙烯的品种更多,用途也比较复杂,领域繁多,品种主要有均聚聚丙烯(homopp),嵌段共聚聚丙烯(copp)和无规共聚聚丙烯(rapp)。
聚丙烯(PP)

根据用途的不同,均聚主要用在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域,共聚聚丙烯主要应用于家用电器注射件,改性原料,日用注射产品、管材等,无规聚丙烯主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。
聚丙烯产品

3.聚氯乙烯(PVC)
由于其成本低廉,产品具有自阻燃的特性,故在建筑领域里用途广泛,尤其是下水道管材、塑钢门窗、板材、人造皮革等用途最为广泛。
聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯产品
4.聚苯乙烯(PS)
作为一种透明的原材料,在有透明需求的情况下,用途广泛,如汽车灯罩、日用透明件、透明杯、罐等。
聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯产品

5.ABS
ABS是一种用途广泛的工程塑料,具有杰出的物理机械和热性能,广泛应用于家用电器、面板、面罩、组合件、配件等,尤其是家用电器,如洗衣机、空调、冰箱、电扇等,用量十分庞大,另外在塑料改性方面,用途也很广。
ABS塑料
ABS产品

2)工程塑料
一般指能承受一定外力作用,具有良好的机械性能和耐高、低温性能,尺寸稳定性较好,可以用作工程结构的塑料,如聚酰胺、聚砜等。在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。
通用工程塑料包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。
特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树脂等。非交联型的有:聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)等。
3)特种塑料
一般是指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。

(2)根据各种塑料不同的理化特性,可以把塑料分为热固性塑料和热塑性塑料两种类型。
1)热塑性塑料(Thermo plastics )
指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生可逆变化(液态←→固态),是所谓的物理变化。
2)热固性塑料
指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。

三、塑料材料特点
材料特性
〈1〉 耐化学侵蚀
〈2〉 具光泽,部份透明或半透明
〈3〉 大部分为良好绝缘体
〈4〉 质量轻且坚固
〈5〉 加工容易可大量生产,价格便宜
〈6〉 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温
优点
1.大部分塑料的抗腐蚀能力强,不与酸、碱反应。
2.塑料制造成本低。
3.耐用、防水、质轻。
4.容易被塑制成不同形状。
5.是良好的绝缘体。
6.塑料可以用于制备燃料油和燃料气,这样可以降低原油消耗。
缺点
1.回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。
2.塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。
3.塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。
4.塑料埋在地底下几百年才可以腐烂。
5.塑料的耐热性能等较差,易于老化。
6.由于塑料的无法自然降解性,它已成为人类的第一号敌人,也已经导致许多动物死亡的悲剧。

四、塑料材料适用工艺
(1)塑料材料成型方法有注射、挤出、吸塑、吹塑、压延和发泡成型等多种加工工艺。
1. 注塑成型
注塑成形是加工热塑性塑料成形制品的一种重要方法。
将热塑性或热固性模塑料在可控温度的料筒内加热塑化,在压力作用下通过喷嘴进入浇口、流道在进入模腔,快速固化后,开模,顶出制品。

2. 挤出成型
挤塑成形又称挤出成形,是利用挤出机把热塑性塑料连续加工成各种断面形状制品的方法。
将热塑性或热固性模塑料装入料斗,然后进入料筒中,在料筒中加热、塑化,并通过螺杆放置将物料前推,并通过具有所需截面构成的喷嘴。
这种方法主要用于生产塑料板材、片材、棒材、异型材、电缆护层等。目前,挤塑制品约占热塑性塑料制品的40%~50%。

3. 吸塑成型
吸塑成型也称热成型。成形时将热塑性塑料板材或片材夹持起来,固定在模具上,用辐射加热器加热,当加热到软化温度时,用真空泵抽去板材和模具之间的空气,在大气压力作用下,板材拉伸变形贴合到模具表面,冷却后定型成为制品。
吸塑成形可用于成形包装制品,如药品包装、一次性餐盒、电子产品如纽扣电池包装等,较厚的板材还可成形壳罩类制品如冰箱内胆、浴室镜盒等。

4. 吹塑成型
吹塑成形也称中空成形,源于古老的玻璃吹瓶工艺。依塑料管状形坯制取的方法不同,吹塑成形还分为两大类:挤出吹塑成形和注射吹塑成形。
将加热的热塑性塑料挤出管放到开口模具的两半模之间,施加气体压力,使其靠住封闭的模具侧壁膨胀,开模,顶出制品。
吹塑成形在日用工业中常用来成形轿车油箱、轿车暖风通道、化学品包装容器、便携式工具提箱等。

5. 压延成型
压延成型经串联式加热或冷却辊滚压将面团式热塑性塑料熔体制成厚度均匀的板。还可以用于将塑料覆盖层压到其他材料背侧。
压延是生产高分子材料薄膜和片材的成形方法,既可用于塑料,也可用于橡胶。如在最后一对辊间同时通过已经处理的纸张或织物,使热的塑料或橡胶膜仅在辊筒压力下与这些基材贴合在一起,可制造出复合制品。这种方法称为压延贴合,对橡胶而言,又称贴胶。大家熟悉的人造革、地板革、壁纸等均是塑料与基材的复合制品。

6. 发泡成型
在发泡成型过程或发泡聚合物材料中,通过物理发泡剂或化学发泡剂的添加与反应,形成了蜂窝状或多孔状结构。
几乎所有的热固性和热塑性塑料都能产生微孔结构,制成泡沫塑料,常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。

(2)塑料材料表面处理工艺
1. 模内装饰技术(IMD)
IMD又称模内装饰工艺,将印刷完成的薄膜利用不同型式置入模具,经射出成型后,得到具有印刷质感之成型产品,结合产品设计、模具技术与传统后加工技术为一体的制程技术。
模内装饰技术(IMD)

2. 喷涂( Painting )
喷涂是利用喷枪等喷射工具把涂料雾化后,喷射在被涂工件上的涂装方法。
喷涂( Painting )

3. 电镀
电镀可以使塑料以较高成品率及较低成本获得金属效果表面。电镀方法主要分为真空电镀和水电镀。
电镀

4. 印刷
塑胶件印刷是通过移印、网印、转印等方法将所需图案印制在塑胶件表面的一种工艺。
丝印

5. 镭雕
镭雕:也叫激光雕刻或者激光打标,是一种用光学原理进行表面处理的工艺,与网印移印类似,通过镭雕可以在产品表面打字或者图案。
镭雕

6. 咬花
咬花是用化学药品如浓硫酸等对塑料成型模具内部进行腐蚀,形成蛇纹、蚀纹、犁地等形式的纹路,塑料通过模具成型后,表面具有相应纹路的一种工艺方法。
咬花

五、塑料材料应用领域
玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业是塑料的三大应用领域,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。
1、阳光房,隔音屏障,农业大棚,灯具壳体等建筑业的应用;
2、汽车大灯,顶棚,内外饰件等汽车工业的应用;
3、OA设备壳体,铭牌(挤出膜)等电子电器工业的应用;
4、消防报警灯,盾牌,头盔,面罩等防爆领域的应用;
5、在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶的应用;
6、可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械,甚至还可用作人工肾、人工肺等人工脏器的医疗器械应用;
7、以及用于制造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等,还可广泛用于飞机上透明材料的光学应用。



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